本案例来自ANSYS官方培训文档。利用Fluent中的Finite-Rate Eddy-Dissipation模型模拟三维BERL燃烧器内部燃烧流场。

1 问题描述

如图所示的燃烧器。

其中空气入口采用UDF进行指定，燃料入口采用流量入口，其质量流量为0.0002623542 kg/s，出口为压力出口，其出口静压为大气压。

燃烧模拟采用Finite-Rate Eddy-Dissipation模型，该模型为常用的慢化学反应模型。

2 Fluent设置

2.1 启动Fluent

• 以3D模式启动Fluent，选中Double Precision采用双精度计算

• 利用菜单File→ Read→ Mesh...读取网格文件berl_ed_15_degree.msh

2.2 General设置

• 双击模型树节点Genearl，右侧面板中点击按钮Scale...弹出网格缩放对话框

• 选择Mesh Was Created In选项为mm，点击Scale按钮缩放网格

• 点击Close按钮关闭对话框

• General面板保持默认设置，如下图所示

2.3 Models设置

激活能量方程、Realizable k-epsilon湍流模型以及DO辐射模型。

• 右键选择模型树节点Models > Energy，点击弹出菜单项On激活能量方程

• 右键选择模型树节点Models > Viscous，选择弹出菜单Models → Realizable k-epsilon激活湍流模型

• 双击模型树节点Models > Radiation弹出辐射设置对话框

• Theta Divisions=4

• Phi Divisions=4

• Theta Pixels=3

• Phi Pixels=3

• Energy iterations per radiation iterations =1

• 点击OK按钮关闭对话框

2.4 Species Models设置

• 双击模型树节点Models → Species弹出组分输运模型设置对话框

• 选择模型Species Transport

• 激活选项Volumetric激活体积反应

• 选择湍流化学反应作用模型为Finite-Rate/Eddy-Dissipation

• 取消选项Diffusion Energy Source

• 点击OK按钮关闭对话框

2.5 Materials设置

1、添加材料

• 双击模型树节点Materials > fluid > air，在弹出的材料编辑对话框中点击按钮Fluent Database...打开材料数据库对话框

• 材料数据库对话框中设置Material Type为fluid，并选择材料methane 及carbon-dioxide，点击Copy按钮添加材料

• 修改材料Methane名称为fuel，去除Chemical Formula中的内容，点击按钮Change/Create修改材料

2、修改混合物参数

• 鼠标双击模型树节点Materials > Mixture > mixture-template弹出Create/Edit Materials对话框

• 点击对话框中Mixture Species右侧的Edit...按钮，弹出属性边界对话框

• 如下图所示设置组分，确保氮气（n2）位于列表的最下方，点击OK按钮关闭对话框

• 点击Create/Edit Materials对话框中Reaction右侧的Edit...按钮，弹出化学反应定义对话框，按下图所示参数定义化学反应

• 点击OK按钮关闭对话框，返回至Create/Edit Materials对话框

• 设置Thermal conductivity to选项为polynomial，弹出Polynomial Profile对话框

• 设置Coefficients为2，并设置系数为-0.0076736及5.8837e-5，如下图所示，点击OK按钮关闭对话框

• 同理设置Viscosity为polynomial，并设置系数为-7.6181e-6及3.2623e-8，点击OK按钮关闭对话框

• 设置Absorption Coefficient为wsggm-domain-based

• Scattering Coefficient为1e-9，其他参数保持默认设置

• 点击按钮Change/Create修改材料参数，点击Close按钮关闭对话框

（未完待续）

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道